一种在轨红外辐射基准源温度控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种在轨红外辐射基准源温度控制系统，特别涉及星载红外光学仪器的辐射标校用的基准源控制系统。该系统包括辐射源单元、加热器单元、温度测量单元、控制单元和隔热腔体；通过分布式测量、集中控制的方式，能够提供一种可在轨使用的红外辐射源，为星载红外光学仪器的辐射量化测量提供一种手段。

A temperature control system of on orbit infrared radiation reference

【技术实现步骤摘要】
一种在轨红外辐射基准源温度控制系统
本专利技术属于星载对地红外定量化测量领域，特别涉及一种在轨红外辐射基准源温度控制系统。
技术介绍
星载红外对地观测技术发展越来越快，在空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率等方面都长足的发展，该技术已广泛应用于气象、海洋、环境和国土资源等领域，为国民经济发展做出非常重要的贡献。卫星在轨飞行过程中，由于阳照影响，温度起伏较大，会影响红外辐射探测的信噪比；空间辐照比较强，会影响在轨长期运行的光学载荷的探测能力。无论是环境温度，还是辐照因素，都会造成红外探测器测量基准的偏离。因此即使在地面标校非常好的对地红外测量仪器，在轨运行一段时间后，其红外辐射测量的准确性会发生变化，并影响获得数据产品的质量。为此非常需要有一套在轨红外辐射标校技术和方法，目前，各个航天大国均在积极开展此项技术的研究。如果在卫星上有个已知辐亮度的基准红外辐射源，就像卫星有了一把尺子，定期为对地红外测量仪器进行校准，将大大提高定量化红外辐射测量的水平，也将大大提高应用数据产品的质量。
技术实现思路
为解决对地红外测量仪器的校准问题，本专利技术提供了一种在轨校准的红外辐射基准源温度控制系统。本专利技术提供一种在轨红外辐射基准源控制温度系统，包括红外辐射源单元1、加热器单元2、温度测量单元3、控制单元4和隔热腔体5；该系统通过分布式测量隔热腔体5内红外辐射源单元1上的多个温度测量单元3，经过控制单元4集中控制加热器单元2的加热功率，温度控制精度±0.1K，温场控制均匀性0.2K，得到一个具有均匀且稳定的红外辐射量。所述的红外辐射源单元1为经过发黑或喷黑漆处理的金属板，其表面的发射率经过测量，其在不同温度下的红外波段辐亮度经过标校。所述的加热器单元2为均布在红外辐射源单元背面的多个薄膜加热片。所述的温度测量单元3为贴装在红外辐射源单元背面的多个铂电阻。所述的控制单元4为具有多路温度采集和多路温度控制电路，温控点在250K～320K范围内可调，通过PID控制，温度控制精度达到±0.1K，温场控制均匀性0.2K。所述的隔热腔体5为采用多层铝箔包裹的腔室，红外辐射源单元通过隔热安装在腔室内。本专利技术的有益效果为：通过标校不同温度下的红外辐射源单元的红外波段的辐亮度，建立红外辐射源单元的温度和辐亮度的数学关系；然后将在轨控制该红外辐射源单元的温度，即可准确定量地控制输出红外辐射，用该红外辐射基准源即可在轨标校在轨红外对地观测仪器，从而大大提供仪器红外辐射测量的定量化水平。附图说明图1为本专利技术实施例的在轨红外辐射基准源温度控制系统组成示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式，并对照附图对本专利技术作进一步详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。本实施例提供一种在轨红外辐射基准源温度控制系统，包括如下步骤：A1.红外辐射源单元1表面喷涂发射率大于0.9的黑漆；A2.背面均匀交叉贴装5个温度测量单元3和5个加热器单元2；A3.将温度测量单元3和加热器单元2与控制单元4相连，并一起安装在隔热腔体5内；A4.在地面采用标准红外辐射计测量不同控制温度下红外辐射源单元1的红外辐亮度；A5.将该基准源控制系统装到卫星上，并切入红外对地观测仪器的光路；A6.在轨控制红外辐射源单元的温度场，即可得到一个可控的星上红外辐射基准源，提高仪器的红外辐射测量的定量化能力。实施例如图1所示，一种在轨红外辐射基准源温度控制系统包括红外辐射源单元1、加热器单元2、温度测量单元3、控制单元4和隔热腔体5；该系统通过分布式测量隔热腔体5内红外辐射源单元1上的多个温度测量单元3，经过控制单元4集中控制加热器单元2的加热功率，温度控制精度±0.1K，温场控制均匀性0.2K，得到一个具有均匀且稳定的红外辐射量，为星载红外光学仪器的辐射量化测量提供一种手段，该系统已经成功用于在轨卫星。所述的红外辐射源单元为经过发黑或喷黑漆处理的金属板，其表面的发射率经过测量，其在不同温度下的红外波段辐亮度经过标校。所述的加热器单元为均布在红外辐射源单元背面的多个薄膜加热片。所述的温度测量单元为贴装在红外辐射源单元背面的铂电阻。所述的控制单元为具有多路温度采集和多路温度控制电路，温控点在250K～320K范围内可调，通过PID控制，温度控制精度达到±0.1K，温场控制均匀性0.2K。所述的隔热腔体为采用多层铝箔包裹的腔室，红外辐射源单元通过隔热安装在腔室内。将上述单元组成一个红外辐射基准源温度控制系统，经过地面不同温度的标校，然后装入卫星，并切入红外对地观测系统的光路，为红外对地观测仪器进行定期在轨标校，提高仪器定量化测量能力，提高获得数据产品的质量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在轨红外辐射基准源温度控制系统，，包括红外辐射源单元(1)、加热器单元(2)、温度测量单元(3)、控制单元(4)和隔热腔体(5)，其特征在于：/n所述的温度控制系统通过分布式测量隔热腔体(5)内红外辐射源单元(1)上的多个温度测量单元(3)，经过控制单元(4)集中控制加热器单元(2)的加热功率，得到一个具有均匀且稳定的红外辐射量，为星载红外光学仪器的辐射量化测量提供一种手段。/n

【技术特征摘要】
1.一种在轨红外辐射基准源温度控制系统，，包括红外辐射源单元(1)、加热器单元(2)、温度测量单元(3)、控制单元(4)和隔热腔体(5)，其特征在于：
所述的温度控制系统通过分布式测量隔热腔体(5)内红外辐射源单元(1)上的多个温度测量单元(3)，经过控制单元(4)集中控制加热器单元(2)的加热功率，得到一个具有均匀且稳定的红外辐射量，为星载红外光学仪器的辐射量化测量提供一种手段。


2.如权利要求1所述的一种在轨红外辐射基准源温度控制系统，其特征在于，所述的红外辐射源单元(1)为经过发黑或喷黑漆处理的金属板，其表面的发射率经过测量，其在不同温度下的红外波段辐亮度经过标校。

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建丽，丁雷，吴亦农，赵月中，杨宝玉，钱婧，韩昌佩，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31